La croissance du développement de l'énergie éolienne pourrait très bien servir de tremplin à l'hydrogène comme source d'énergie propre. L'une de ses premières applications serait de prendre la relève du diesel pour réguler les systèmes de production d'électricité décentralisés. Ce nouveau virage vert est à la base du défi lancé à l'équipe de Kodjo Agbossou, professeur au Département de génie électrique et génie informatique et chercheur à l'Institut de recherche sur l'hydrogène [au Québec].Le Québec compte actuellement des réseaux non reliés, c'est le cas de plusieurs villages situés dans les régions nordiques. Dans certains cas, ces communautés dépendent de groupes électrogènes au diesel ou encore du jumelage éolien-diesel. En pratique, il n'existe pas à l'heure actuelle d'alternative économiquement viable pour remplacer ce combustible fossile. Mais ça, c'était avant la baisse des coûts des génératrices à hydrogène. « La génératrice à hydrogène est une technologie au point et elle est maintenant offerte à un coût très concurrentiel. On parle d'environ 300 $ le kilowatt, soit un coût équivalent au moteur diesel. Elle devient encore plus avantageuse que le moteur au diesel si on ajoute le coût engendré par le transport du pétrole vers les régions éloignées », commente le professeur Agbossou. De plus, il faut aussi considérer le coût environnemental. Il ne serait donc pas utopique de penser qu'enfin les réseaux décentralisés puissent compter sur un système propre à 100 %.

Comment ça fonctionne ? Il s'agit en fait de remplacer le groupe électrogène au diesel par une génératrice à hydrogène. Nous avons à la base un moteur standard, mais dont le système d'alimentation a été modifié pour fonctionner à l'hydrogène. Couplé à une éolienne, il est appelé à prendre la relève pendant les sautes d'humeur de Dame Nature. Quand les vents diminuent en intensité, la génératrice assure la charge, comme les diesels, mais sans les effets négatifs. La combustion de l'hydrogène ne laisse que de l'eau comme sous-produit.

Mais que se passe-t-il si le vent se déchaîne et que l'éolienne génère plus d'énergie que ne l'exige la charge ? « Dans le cas d'un jumelage éolien-diesel, le système utilise des charges de lissage pour stabiliser l'offre et la demande. Ainsi, le surplus d'énergie est consommé de façon à ne pas entraîner de variations qui pourraient créer des perturbations dans la qualité de l'onde », explique le professeur Agbossou.

Dommage de gaspiller cette énergie propre. Ce problème pourrait être évité dans un modèle qui intègre la génératrice à hydrogène. Elle permet en fait de stocker le surplus énergétique sous forme gazeuse. L'hydrogène est tout simplement emmagasiné sécuritairement dans des réservoirs, selon une approche standardisée. Ainsi, selon la demande, ce gaz peut être converti en électricité et renvoyé à la charge. De cette façon, on pourrait obtenir un réseau décentralisé entièrement vert, tirant le maximum du carburant éolien et de l'hydrogène.

Contrôle et modélisation

« Nous ne nageons pas en pleine science-fiction », image le professeur Agbossou, qui s'intéresse plus précisément au contrôle de ce type de système. Ce modèle est déjà intégré au banc d'essai situé à l'Institut de recherche sur l'hydrogène. L'énergie produite par l'éolienne, qui domine le campus de l'UQTR, est couplée avec une génératrice à hydrogène. Le gaz stocké peut donc être converti en électricité. Ce système permet d'ailleurs d'éclairer une partie d'un laboratoire situé dans le pavillon Tapan-K-Bose.

Kodjo Agbossou dirige une équipe de recherche multidisciplinaire chargée de modéliser tout l'aspect contrôle et gestion des systèmes intégrant une génératrice ou d'autres sources impliquant l'hydrogène. On pense ici par exemple à la gestion du renvoi de l'énergie vers les charges, ou si vous voulez l'interconnexion des différentes sources. « L'avancement de nos travaux, à ce chapitre, nous permet de croire que nous ne sommes pas très loin de pouvoir le tester sur le terrain dans une communauté qui n'est pas reliée au système principal d'Hydro-Québec », conclut le professeur Agbossou.

Ce projet de recherche est subventionné par le Conseil de recherches en sciences et génie du Canada et par Hydro-Québec. Il anime des ressources impliquées au sein de l'Institut de recherche sur l'hydrogène depuis 2005. Il s'agit d'une collaboration entre les professeurs Kodjo Agbossou, Mamadou Doumbia, (génie électrique et génie informatique), Yves Dubé (génie mécanique), Jean Hamelin (physique) et des chercheurs du Laboratoire des technologies de l'énergie de Shawinigan (LTE Hydro-Québec).

Source: Entete : UQTR

http://www.entete.uqtr.ca

Serge Boudreau (Serge.Boudreau@uqtr.ca).

Pour en savoir plus :

http://irh.uqtr.ca